2013 Fiscal Year Research-status Report
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24540379
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
堀田 貴嗣 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (00262163)
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| Keywords | ヤーンテラーフォノン / 近藤効果 / ラットリング / バイブロニック状態 / 磁性 / 軌道自由度 / 超伝導 / フェルミ面 |
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| Research Abstract |
平成25年度は、カゴ状物質において内包イオンの局所振動が関与する近藤効果を中心に研究を進めた。まず、局所ヤーンテラー振動と結合する２軌道アンダーソンモデルにおける近藤効果を、昨年度開発した数値繰り込み群法のプログラムを用いて明らかにした。特に、スピン自由度と動的ヤーンテラー効果によるバイブロニック状態が結合した新奇なスピン・バイブロニック状態の出現の様相を明らかにし、これがlog 4のエントロピーの放出を生じることから重い電子の新しい起源になる可能性を示した。また、振動する磁性イオンの近藤効果の基底状態を数値繰り込み群の手法を用いて詳細に解析した。これまで、局在軌道のクーロン斥力とパイエルスフォノンを伴うp波の混成の競合を考えてきたが、ホルスタインフォノンも加えて、それによる電子間のオンサイトの有効引力相互作用の影響を調べた。これによって、従来の基底状態相図を引力領域まで含めて拡張することに成功した。
今年度は、さらに、アクチノイド系にも研究の手を広げた。二酸化ウランでは、反強磁性基底状態の安定化にヤーンテラー歪みが一定の役割を果たしているが、歪みを考察する前に、蛍石構造をもつ二酸化アクチノイドにおける電子状態を議論するための簡単な電子模型を構築することにした。アクチノイドの5f電子と酸素の2p電子から鳴るいわゆるf-p模型を強束縛近似に基づいて構築し、跳び移り積分などのパラメータを決定した。特に、Γ7軌道とΓ8軌道の間の軌道分裂は歪みに関係すると思われるが、この軌道分裂と電子状態の関係を微視的に議論することができるようになった。これにより、二酸化ネプツニウムの奇妙な八極子基底状態が安定化するためには軌道分裂が小さくなることを合理的に説明することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
局所ヤーンテラー振動と結合する電子系を解析するための数値繰り込み群のプログラムを完成させ、それを用いて、調和ヤーンテラー振動の場合の近藤効果の様相についてはほぼ完全に解明することができた。特に、動的ヤーンテラー効果によるバイブロニック状態の回転モーメントが伝導電子の軌道モーメントによって遮蔽されるという「ヤーンテラー近藤効果」の概念を確立することができた。
非調和性が強い場合には量子カオスが発生することを予想していたが、振動スペクトルの詳細な解析によってそれを明らかにすることができた。
カゴ状構造物質以外にも、二酸化アクチノイドなどの物質系のヤーンテラー歪みと電子状態の関係にも研究の手を伸ばすことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
非調和性の強いヤーンテラー振動と結合する伝導電子系の近藤効果を明らかにすることが最終年度の目的となる。今年度の準備的な研究で、非調和性が強い場合に量子カオスが発生することがはっきりと確認できたので、最終年度では、非調和ヤーンテラー振動におけるカオスの検出方法や、それによる近藤効果への影響を明らかにする。これによって、非線形物理と固体物理の融合による新しい物性現象の発見への萌芽となることを期待している。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度に、研究成果発表用のノートパソコンや研究成果資料作成のためのデスクトップパソコンの導入を予定していたが、特に老朽化しておらず、引き続き使用することができたので、平成25年度の導入を見送った。
もともと予定されていた90万とあわせて、150万ほどの予算となる。物品としては、数値繰り込み群の計算が予定よりも進んだので、その専用ワークステーションの導入に45万を充てる。消耗品に10万を計上する。あとは、国内旅費に30万、外国旅費に30万、研究支援者雇用費に30万、論文投稿料に5万を充てる予定である。
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